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砂卵石地层矿山法隧道长管棚支护机理及应用

铁道工程学报 2024年第4期41卷 68-74页

作者：戴志仁胡瑞青王泽宇杨晓华中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 江苏海洋大学连云港222005 长安大学西安710064

研究目的:砂卵石地层由于卵石强度高且颗粒分布无序,因此长管棚施工地层扰动大且支护效果难以保证,已成为制约隧道实际应用的一大瓶颈。本文以某轨道交通暗挖法车站为依托工程,采用理论分析、现场测试与数值模拟相结合的方法,对不同直... 详细信息

研究目的:砂卵石地层由于卵石强度高且颗粒分布无序,因此长管棚施工地层扰动大且支护效果难以保证,已成为制约隧道实际应用的一大瓶颈。本文以某轨道交通暗挖法车站为依托工程,采用理论分析、现场测试与数值模拟相结合的方法,对不同直径、不同环向间距条件下长管棚的支护效果进行了深入研究,以期揭示砂卵石地层矿山法隧道长管棚支护机理,提出最佳支护参数。研究结论:(1)砂卵石地层,暗挖隧道管棚超前支护条件下,地层沉降变形在向地表传递过程中,沿高度方向的折减率约为0.91 mm/m;(2)管棚超前支护效果对矿山法隧道工程安全具有决定性作用,须采取措施减小管棚施工扰动及相应地层变形;(3)根据单因素敏感性分析结果,地表沉降随管棚支护长度的增加而增大,随管棚环向间距的增大而增加,且基本呈正相关;(4)为有效控制地表沉降并提高工程经济效益,建议直径127 mm管棚环向间距宜为35 cm,支护长度宜为40 m;直径159 mm管棚建议环向间距宜为40 cm,支护长度宜为40 m;直径209 mm管棚建议环向间距宜为45 cm,支护长度宜为50 m;管棚直径与其最佳打设长度正相关;(5)本研究结论可为砂卵石地层矿山法隧道支护措施提供借鉴与参考。

关键词：砂卵石地层管棚直径环向间距支护长度地表沉降

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非线性随机响应单侧尾部分布的代理模型算法

振动工程学报 2024年第9期37卷 1485-1492页

作者：尹炜浩杨海婷黄滟雯杨成吕大刚西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心四川成都610031 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150001

对于大型复杂结构的非线性随机响应,随机模拟法是较为实用的工程分析方法。然而对于需要大量样本的尾部概率估计,高昂的计算成本限制了该类方法的应用。为了降低计算成本,开发了基于主动学习的高斯过程代理模型算法,但其主动学习优化策... 详细信息

对于大型复杂结构的非线性随机响应,随机模拟法是较为实用的工程分析方法。然而对于需要大量样本的尾部概率估计,高昂的计算成本限制了该类方法的应用。为了降低计算成本,开发了基于主动学习的高斯过程代理模型算法,但其主动学习优化策略仍需进一步完善,以满足工程中对单侧尾部概率分布估计精度的需求。为此提出了一种具有智能关注功能的搜索函数,构建了针对工程中事故风险极高的单侧尾部的算法。以地铁隧道环梁和衬砌间复杂粘结滑移行为为例,验证了该算法的有效性。相比原有算法,本文算法对单侧尾部概率的估计误差降低了30%。本文算法能更精确地估计复杂结构随机响应分布的单侧尾部概率,进而估计极端事故的发生概率,为风险测度和防灾管理决策提供量化分析依据。

关键词：随机振动非线性响应高斯过程代理模型主动学习尾部概率

掺入普通硅酸盐水泥的粉煤灰地聚物混凝土力学性能与微观特征

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第3期46卷 207-215页

作者：杨成熊凌鑫游俊杰吉鑫民胡瑞青西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心成都610031 西南交通大学土木工程学院成都610031 佛山市岩琉智慧城市科技发展有限公司广东佛山528051 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

既有研究表明,在粉煤灰地聚物混凝土(FGC)中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒,能够增强其在常温养护后的力学性能,但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比,以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求... 详细信息

既有研究表明,在粉煤灰地聚物混凝土(FGC)中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒,能够增强其在常温养护后的力学性能,但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比,以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求,将不含水泥颗粒且接受热固化的FGC与含有少量水泥颗粒仅接受室温固化的FGC进行了包括泊松比在内的基本力学性能测试和比较。为了从微观机制上解释力学性能的测试结果,进行了包括SEM、EDS、XRD、FTIR、Micro-CT等的分析。结果表明:常温养护下含有少量水泥颗粒的FGC各项力学性能与不含水泥颗粒并接受热固化的FGC相近,临破坏前的试件横向应变与纵向应变之比均接近1.0,均有突出的横向变形能力;掺量8%的水泥颗粒在室温条件下对FGC聚合反应的促进效果接近FGC接受高温养护,在形成更为合理的微观孔隙结构方面,改进后的FGC在常温养护条件下优于高温养护FGC。

关键词：抗压强度微观结构聚合反应水化产物不对称伸缩振动

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大跨度斜拉桥无砟轨道结构静动力特性研究

铁道标准设计 2024年

作者：胡志鹏孙宗磊张浩然刘凯薛旻吕涛中铁第一勘察设计院集团有限公司中国铁路经济规划研究院有限公司西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室西南交通大学土木工程学院西南交通大学利兹学院

大跨度斜拉桥在运营过程中受众多因素影响，桥面易产生较大挠曲变形，影响桥上无砟轨道的服役性能，大跨度桥梁无砟轨道结构适应性亟待研究。以某设计速度350 km/h、主跨420 m的大跨度斜拉桥无砟轨道为研究对象，基于有限元法以及车辆-... 详细信息

大跨度斜拉桥在运营过程中受众多因素影响，桥面易产生较大挠曲变形，影响桥上无砟轨道的服役性能，大跨度桥梁无砟轨道结构适应性亟待研究。以某设计速度350 km/h、主跨420 m的大跨度斜拉桥无砟轨道为研究对象，基于有限元法以及车辆-轨道耦合动力学理论，建立大跨斜拉桥-无砟轨道精细化模型与车辆-轨道刚柔耦合模型，对桥梁受环境荷载变形时的桥上无砟轨道结构应力、道床跟随性进行分析。同时结合频域分析对桥梁变形引起轨道不平顺以及行车时的轨道板振动特性展开研究。结果表明：各工况下轨道板等效应力最值均出现于梁端轨道板限位凸台处，最大值为5.04 MPa；在考虑轨道板自身重力产生的层间预压缩量后，桥梁变形时的轨道结构层间脱空量最大值为0.03 mm；桥梁变形产生的轨道不平顺功率谱密度曲线在120～200 m波长频段内略高于中国无砟轨道谱；行车状态下，桥梁变形引起的轨道板加速度最大值为1.62 m/s2；各工况下轨道板振动响应主频为11.73 Hz，并且在多处相同频率区段出现峰值。研究发现：桥上轨道结构除梁端轨道板限位凸台之外，应力均小于C40混凝土设计值，道床结构跟随性良好。桥梁变形引发的轨道高低不平顺能量主要集中于120 m以上波长，相较于随机不平顺，环境荷载引起的桥上轨道长波不平顺对行车状态下的轨道板动力响应影响较小。

关键词：高速铁路大跨度斜拉桥无砟轨道有限元刚柔耦合静动力特性

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针对极端事件估计的高斯主动学习算法

土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：杨海婷尹炜浩黄滟雯杨成胡瑞青西南交通大学土木工程学院西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心中铁第一勘察设计院集团有限公司

一些重大关键结构在服役期间会面临极端事件，由于极端事件发生的概率极低而可能被忽视，但如果发生将会导致严重损失。为了准确估计复杂结构的极小失效概率，提出一个能平衡极端事件发生概率计算精度和成本的方法。通过基于高斯代理模... 详细信息

一些重大关键结构在服役期间会面临极端事件，由于极端事件发生的概率极低而可能被忽视，但如果发生将会导致严重损失。为了准确估计复杂结构的极小失效概率，提出一个能平衡极端事件发生概率计算精度和成本的方法。通过基于高斯代理模型的主动学习策略，构建能将训练点有效集中在单侧尾部的搜索函数，该函数更善于寻找分布函数加权后的误差最大区域，并重新投入新增训练点。为了验证算法的有效性，以结构开裂非线性分析为算例，将算法结果与MCS比较，所估计的随机变量的均值相对误差在10%左右，表明该方法能得到可接受的统计量结果；与AL-GP的结果进行对比，所估计的随机变量的误差期望降低了20%，表明在尾部的不确定性能更快降低。通过算例证明了本算法对尾部的敏感性更高，适用于有潜在尾部风险的分布计算。

关键词：高斯代理模型可靠性主动学习极端事件

高速铁路大跨度桥梁变形对线路平顺度的影响分析

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铁道建筑 2022年第7期62卷 81-85页

作者：魏周春轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043 陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院) 西安710043

本文初步分析了高速铁路大跨度桥梁的竖向挠度、梁体结构、伸缩量、转角、错台差等参数与线路平顺度的关系。结果表明:随着桥梁跨度的增大,跨中线形平顺性呈提高的趋势;大跨度桥梁宜采用相同的梁体结构形式;邻跨与主跨的长度比值越大,... 详细信息

本文初步分析了高速铁路大跨度桥梁的竖向挠度、梁体结构、伸缩量、转角、错台差等参数与线路平顺度的关系。结果表明:随着桥梁跨度的增大,跨中线形平顺性呈提高的趋势;大跨度桥梁宜采用相同的梁体结构形式;邻跨与主跨的长度比值越大,主墩处线形平顺性越好;梁端轨道系统设计不宜考虑地震引起的梁缝宽度变化;大跨度桥梁上宜采用无砟轨道,若采用有砟轨道宜提高边跨梁端的变形控制标准;大跨度桥梁应尽量设置在平坡或小坡度上,如果设置在大坡度上宜采用斜坡支座。同时,提出了大跨度桥梁静态线形验收和动态线形评价方法存在的不足之处,需进一步研究。

关键词：高速铁路桥梁平顺度大跨度桥梁变形线形评价方法

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多制式轨道交通换乘站消防泵控制优化设计

消防科学与技术 2023年第2期42卷 208-211页

作者：付文刚中铁第一勘察设计院集团有限公司通信信号院地铁所陕西西安710043

为了提高多制式轨道交通工程消防设计合理性,在换乘站实现各线路之间消防资源共享和火灾信息互联互通,有效降低工程整体建设成本,对多制式轨道交通线路换乘站消防泵控制技术方案进行研究。对多个消防控制室共用同一组消防泵的情况,采用... 详细信息

为了提高多制式轨道交通工程消防设计合理性,在换乘站实现各线路之间消防资源共享和火灾信息互联互通,有效降低工程整体建设成本,对多制式轨道交通线路换乘站消防泵控制技术方案进行研究。对多个消防控制室共用同一组消防泵的情况,采用多线路间火灾信息互通和消防泵互锁控制的方式,使共用消防泵实现控制主体唯一性。相比传统各线路分别控制的方式,进一步提高了消防泵控制的可靠性和安全性,同时明确了各线路系统设计、施工以及消防设备管理责任界面,从而得出适合多制式轨道交通换乘站消防泵控制的优化设计方案。

关键词：多制式轨道交通换乘站消防泵火灾报警系统优化设计

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高原地区CORS系统的降水预警能力探究

测绘地理信息 2022年第5期47卷 34-36页

作者：武瑞宏许双安王建红刘晨轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 武汉大学测绘学院中铁第一勘察设计院集团有限公司

为了探究川藏沿线的连续运行基准站（continuously operating reference station,CORS）系统能否用于高原、高海拔区域的降水预报，收集了位于林芝市的7座CORS系统站点2020年年积日（day-of-year,DOY）243～247的观测数据，采用高精度... 详细信息

为了探究川藏沿线的连续运行基准站（continuously operating reference station,CORS）系统能否用于高原、高海拔区域的降水预报，收集了位于林芝市的7座CORS系统站点2020年年积日（day-of-year,DOY）243～247的观测数据，采用高精度基线处理软件GAMIT结合自编译的自动化水汽解算程序，解算得到了上述日期内时间分辨率为0.5 h的大气可降水量（precipitable water vapor,PWV）产品。将PWV值与降水时段结合起来，得出以下结论：GNSS水汽反演技术可以用于高原地区，高精度的实时PWV有用于降水预报的潜力。因此，CORS解算系统后续可加入水汽监测模块，该模块可作为现有水汽监测网络的有力补充，辅助预警极端天气。

关键词：全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)水汽反演川藏连续运行基准站(continuously operating reference station,CORS) 可降水量(precipitable water vapor,PWV) 降水预警

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多层次轨道交通火灾报警系统架构优化设计

铁道建筑技术 2023年第1期 109-112页

作者：付文刚中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

为提升多层次轨道交通客运服务系统网络整体效益,实现多类型轨道交通制式资源共享、信息互联互通,研究了多层次轨道交通制式火灾报警系统架构,并对常规城市轨道交通的系统架构进行了优化设计。首先,优化了火灾报警系统两级管理、三级控... 详细信息

为提升多层次轨道交通客运服务系统网络整体效益,实现多类型轨道交通制式资源共享、信息互联互通,研究了多层次轨道交通制式火灾报警系统架构,并对常规城市轨道交通的系统架构进行了优化设计。首先,优化了火灾报警系统两级管理、三级控制的分层分布式系统架构,明确了各层级的管辖权限;其次,对各级系统功能、主要设备构成进行了详细描述和分析,针对车站重点部位火灾探测及报警设备的选型和设置提出了优化设计原则,将全线骨干传输网的组网方案从与综合监控系统集成和互联两种方式进行技术比较和分析。最后对新的技术形势下多层次轨道交通火灾自动报警系统架构设计提出了适当的建议与思考。

关键词：多层次轨道交通火灾自动报警系统架构优化设计